'우수한 생체적합성 세포 동결보존제' 개발…"장기 이식 등 활용" 기대

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 지스트(광주과기원) 연구진이 극저온으로 세포를 동결 보관했을 때 기존 화학보존제보다 우수한 복원능력과 무독성의 대량생산이 가능한 나노입자 형태의 동결보존제를 개발했다.

기존의 화학적 동결보존제인 다이메틸설폭사이드(DMSO) 대비 극소량(1/2200)으로도 그에 상응하는 세포회수율과 세포 증식 효능을 보여 줄기세포나 제대혈 등 희귀 세포 보관이나 장기 이식 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

지스트 신소재공학부 이은지 교수 연구팀은 세포를 냉동-해동할 때 발생하는 결빙 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 나노 크기의 금속유기골격체 입자를 개발, 기존 동결보존제보다 우수한 세포 복원력을 가진 보존제 합성 원천 기술을 확보했다고 20일 밝혔다.

냉동에 의해 형성된 작은 얼음 결정이 해동 시 더 큰 얼음 결정으로 성장하는 것을 얼음재결정화라고 하는데, 연구팀이 개발한 나노입자는 얼음 표면에 효과적으로 결합해 우수한 결빙제어 효과를 보임으로써 동결 시 세포를 효과적으로 보존하고 해동 시 건강하게 복원했다.

이 나노입자는 다이메틸설폭사이드나 인산나트륨, 글리세롤 등 기존 동결보존제에 비해 높은 농도에서도 우수한 생체적합성을 보였다.

특히 신장세포나 암세포, 줄기세포 등 다양한 세포주에 극미량(50 ug/mL)을 사용해도 세포 회수율(평균 70%)과 회수된 세포의 증식 효능(48시간 안에 4배)이 기존동결보존제와 상응하거나 더 높았다.

이 교수는 "이번 연구는 우수한 생체적합성을 담보로 대량생산이 가능해 경제적인 동결 나노보존제의 개발 가능성을 제시했다는 점에서 의의가 크다" 며 "기존 화학보존제의 치명적인 단점을 극복하고 높은 농도에서도 독성이 거의 없으며 극소량을 사용해도 기존 보존제에 상응하는 결과를 기대할 수 있어 희귀 세포 보관이나 장기 이식 등 관련 생물의학 분야에 큰 파급효과를 가져올 것으로 기대한다"고 말했다.

지스트 이은지 교수, 한국재료연구원 이희정 박사, 울산대학교 의과대학 이창환 교수 공동연구팀이 수행한 이번 연구는 한국연구재단의 개인기초연구사업(중견), 미래소재디스커버리사업, 지스트 실용화사업의 지원을 받아 수행됐다.

연구 성과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 '미국화학회 골드지(JACS Au)' 표지논문으로 2023년 1월 23일(화) 온라인 게재됐다.

kanjoys@news1.kr